Question

1．如圖所示，重為5N、體積為ldm³的正方體木塊A，在水中處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)繩的拉力為5N，若繩子突然斷了，木塊上浮最后漂浮在水面上，此時(shí)木塊下表面所受水的壓強(qiáng)500Pa．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）由于木塊在水中處于靜止?fàn)顟B(tài)，則排開水的體積與木塊體積相等，利用F_浮=ρ_水V_排g求木塊受到的浮力，此時(shí)木塊受到的浮力加上拉力等于木塊重力，即F_浮+F=G_木，據(jù)此求出拉力；
（2）漂浮在水面上，根據(jù)漂浮條件和阿基米德原理求出木塊浸沒的體積，根據(jù)木塊的體積求出邊長繼而求出浸沒的深度，利用液體壓強(qiáng)公式求出所受水的壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）木塊體積V=ldm³=0.001m³，
由于木塊在水中處于靜止?fàn)顟B(tài)，則V_排=V=0.001m³，
則F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×0.001m³×10N/kg=10N；
由于此時(shí)木塊受到的浮力等于木塊重力加上拉力，即F_浮=G_木+F，
則拉力F=F_浮-G_木=10N-5N=5N；
（2）若繩子突然斷了，木塊上浮最后漂浮在水面上，則F_浮′=G_木，即ρ_水V_排′g=G_木，
所以，V_排′=$\frac{{G}_{木}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{5N}{1.0×{10}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-4m³；
木塊的邊長L=$\sqrt{V}$=$\sqrt{0.001{m}^{3}}$=0.1m，
則下表面的深度h′=$\frac{{V}_{排}′}{{L}^{2}}$=$\frac{5×{10}^{-4}{m}^{3}}{（0.1{m）}^{2}}$=0.05m，
所以，下表面受水的壓強(qiáng)p=ρgh′=1×10³kg/m³×10N/kg×0.05m=500Pa．
故答案為：5；500．

點(diǎn)評 本題為力學(xué)綜合題，考查了學(xué)生對密度公式、阿基米德原理、物體的漂浮條件、液體壓強(qiáng)公式的掌握和運(yùn)用，利用了受力分析，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)．